Nhiệt năng là gì? Nhiệt năng của một vật là gì? Vật lý lớp 8
1. Nhiệt năng là gì?
Nhiệt năng là tổng động năng của các phân tử cấu tạo nên vật
Nhiệt năng phụ thuộc vào nhiệt độ: nhiệt độ của vật càng cao thì các phân tử cấu tạo nên vật chuyển động
càng nhanh và nhiêt năng của vật càng lớn.
Mọi vật đều có nhiệt năng vì các phân tử cấu tạo nên vật luôn luôn chuyển động.
2. Đơn vị của nhiệt năng
- Đơn vị của nhiệt năng là jun ( J )
- Nguyên tử và phân tử là các phần làm nên các chất bên trong vật. Các nguyên tử và phân tử này không
đứng im và chuyển động không ngừng. Chúng chuyển động càng nhanh khi gặp nhiệt độ càng cao. Chính
vì vậy ta nói nhiệt năng có quan hệ rất chặt chẽ với nhiệt độ.
⇒ Khi nhiệt độ càng cao thì các phân tử cấu tạo nên vật chuyển động càng nhanh nên nhiệt năng sẽ càng lớn.
3. Có mấy cách làm thay đổi nhiệt năn của vật
Để làm thay đổi nhiệt năng có hai cách: làm tăng nhiệt độ của vật bằng cách thực hiện công và truyền nhiệt. - Thực hiện công
Ta dùng hai tay để xoa vào nhau. Để ý thấy hai bàn tay chuyển đọng càng nhanh thì nhiêt độ ở tay cũng
nóng nhanh hơn. T thấy được nhiệt năng ở tay đã tăng lên. Bản chất bên trong là các phân tử đã chuyển
động nhanh hơn, và bàn tay cùng không còn nóng lên nếu ta dừng lại.
Hay để làm một đồng xu nóng lên ta có thể dùng lực tác động và đồng xu để thực hiện công bằng cách cọ
xát đồng xu vào bề mặt cứng nào đó. Chắc chắn nhiệt độ của nó sẽ nóng dần lên và nhiệt năng tăng. Đa số
dùng cách này với các vật thì đêif khiến vật tăng nhiệt năng.
Quay về ngày xưa thời trung cổ ông cha ta dùng que và rơm khô để tạo lửa. Đây chính là hoạt động thực
hiện công, cọ xát que với rơm khô làm các phân tử chuyển động nhanh hơn, nóng dần lên từ đó có thể tạo
ra nhiệt độ cao và lửa.
Thực hiện công là dùng lực tác động lên vật để có thể làm tăng nhiệt năng của vật. - Truyền nhiệt
Truyền nhiệt là hiện tượng dễ thấy trong đời sống. Đơn giản khi ta cho tay vào ly nước nóng cũng bị nhiệt
độ nóng của nước làm cho tay bị bỏng hay bỏng tay.
Tương tự bỏ một vật như đồng xu vào cốc nước nóng thì nhiệt độ của đồng xu cũng tăng lên, vì thể nhiệt
năng tăng: nước nóng đã truyền nhiệt độ sang cho đồng xu.
Quá trình truyền nhiêt chỉ xảy ra khi hai vật có nhiệt độ khác nhau. Và nhiệt sẽ truyền từ vật có nhiệt độ cao
hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn.
Để thay đổi nhiệt năng của vật chính là truyền nhiệt sang. Có một số hình thức truyền nhiệt khác nhau như:
phơi vật dưới ánh nắng mặt trời, hơ vật trên ngọn lửa, thả vật vào nước nóng,...
4. Các đại lượng liên quan tới nhiệt năng là gì?
4.1. Nhiệt lượng là gì?
Một phần liên quan trực tiếp đến nhiệt năng là nhiệt lượng. Nhiệt lượng là phần nhiệt năng mà vật nhận
thêm vào hay mất đi trong quá trình truyền nhiệt của vật.
- Kí hiệu của nhiệt là Q, đơn vị của nhiệt lượng là jun ( J ). - 1 kJ = 1000 J
Trên thực tế cũng có nhiều đơn vị khác dùng để đo nhiệt lượng và ta hoàn toàn có thể quy đổi lẫn nhau.
4.2. Công thức tính nhiệt lượng
Công thức để tính được nhiệt lượng là: Trong đó: Q: nhiệt lượng ( J )
m: khối lượng của vật ( kg )
c: nhiệt dung của vật ( J/ kg. K )
: đô tăng hay giảm nhiệt độ của vật ( hay còn gọi là biến thiên nhiệt độ, )
> 0 thì vật tỏa nhiệt, < 0 thì vật thu nhiệt.
Lưu ý: Nhiệt dung riêng của một chất cho chúng ta biết được nhiệt lượng cần có để làm cho một ki lo gam
chất đó tăng lên 1 °C so với nhiệt độ ban đầu.
4.3. Nhiệt dung riêng
Nhiệt dung riêng là tổng nhiệt năng cần có để làm tăng nhiệt độ của một vật trên mỗi đơn vị khối lượng.
Nhiệt rung riêng của một chất liệu là một đặc tính vật lý.
Nó cùng là một ví dụ về đặc tính mở rộng vì giá trị của nó tỷ lệ với kích thước của hệ thống đưa vào thử nghiệm.
5. Ứng dụng của nhiệt năng trong đời sống
Trong đời sống có những loại năng lượng phục vụ con người chính yếu như điện năng, quang năng, cơ
năng, nhiệt năng. Trong đó nhiệt năng đặc biệt được ứng dụng rất rộng rãi trong công nghiệp sản xuất lẫn sinh hoạt hàng ngày.
Một số ví dụ thực tế liên quan đến sự có mặt của nhiệt năng:
Các thiết bị gia đình như nồi cơm điện, ấm siêu tốc dùng để nấu chín cơm và đun sôi nước. Đó chính
là ứng dụng của nhiệt năng. Bếp ga giúp đun nấu
Các loại máy làm khô như máy sấy giúp sấy khô thực phẩm...
Trong những ứng dụng về nhiệt năng ở trên đều thuộc quá trình chuyển hóa năng lượng. Sự chuyển hóa
năng lượng liên tục xảy ra giữa điện năng sang cơ năng, cơ năng sang nhiệt năng. Qua đó ta thấy được
các nguồn năng lượng khác nhau đều cơ mối quan hệ chặt chẽ với nhau.
6. Câu hỏi ứng dụng
Câu 1: Trong các ý kiến dưới đây, ý kiến nào là chính xác ?
A. nhiệt độ của vật càng cao thì công thực hiện lên vật càng lớn
B. thỏi sắt nung nóng chứa 300 J nhiệt lượng
C. nhiệt độ của vật càng cao thì nhiệt năng của vật càng lớn
D. nhiệt độ của vật càng thấp thì nhiệt lượng mà vật nhận vào càng nhỏ
Câu 2: Núng nóng một cục sắt thả vào chậu nước lạnh, nước nóng lên, cục sắt nguội đi. Trong quá
trình này có sự chuyển hóa năng lượng:
A. từ cơ năng sang nhiệt năng
B. từ nhiệt năng sang nhiệt năng
C. từ cơ năng sang cơ năng
D. từ nhiệt năng sang cơ năng
Câu 3: Khi bỏ một thỏi kim loại đã được nung nóng đến 90 °C vào một cốc nước có nhiệt độ trong
phòng ( khoảng 24 °C ) nhiệt năng của thỏi kim loại và của nước thay đổi như thế nào?
A. nhiệt năng của thỏi kim loại tăng và của nước giảm
B. nhiệt năng của thỏi kim loại và củ nước đều tăng
C. nhiệt năng của thỏi kim loại giảm và của nước tăng
D. nhiệt năng của thỏi kim loại và của nước đều giảm
Câu 4: Chọn câu sai trong những câu sau:
A. phần nhiệt năng mà vật nhận được hay mất đi trong quá trình truyền nhiệt gọi là nhiệt lượng
B. khi vật truyền nhiệt lượng cho môi trường xung quanh thì nhiệt năng của nó giảm đi
C. nếu vật vừa nhận công, vừa nhận nhiệt lượng thì nhiệt năng của nó tăng lên
D. ném một vật lên cao thì nhiệt năng của vật tăng lên vì nhận được công
Câu 5: Cách nào sau đây làm thay đổi nhiệt năng của vật?
A. cọ xát với một vật khác B. đốt nóng một vật
C. cho vật vào môi trường có nhiệt độ thấp hơn
D. tất cả các phương án trên
Câu 6: Một vật có nhiệt năng 2000 J, sau khi nung nóng nhiệt năng của nó là 4000 J. Hỏi nhiệt lượng
mà vật nhận được là bao nhiêu?
Câu 7: Tại sao sau khi bơm xe, sờ vào ống bơm ta thấy ống bơm nóng lên?
Câu 8: Khi chuyển động nhiệt của phân tử cấu tạo nên vật nhanh lên thì thể tích của vật có thay đổi không?
Câu 9: Đun nóng một ống nghiệm đậy nút kín có đựng nước. Nước trong ống nghiệm nóng dần, tới
một lúc nào đó hơi nước trong ống làm bật nút lên. Trong thí nghiệm trên khi nào thì có sự truyền
nhiệt, khi nào thì có sự thực hiện công?
Câu 10: Trong thí nghiệm về thả bóng rơi, mỗi lần quả bóng nảy lên, độ cao của nó lại giảm dần.
Cuối cùng không nảy lên được nữa. Trong hiện tượng này rõ ràng là cơ năng đã giảm dần. Vậy cơ
năng đã biến mất hay đã chuyển thành một dạng năng lượng khác?